ما هي لاي فاي Li-Fi؟
تدعي لاي فاي Li-Fi أنها أسرع 100 مرة من شبكة واي فاي Wi-Fi القياسية. ولكن ما هي بالضبط وكيف تعمل؟
Light Fidelity أو Li-Fi هو نظام اتصالات يعمل على الضوء المرئي (VLC) الذي يعمل على تشغيل الاتصالات اللاسلكية التي تسير بسرعات عالية جداً.
تستخدم Li-Fi مصابيح LED المنزلية القياسية (ثنائية الصمام الثنائي الباعث للضوء) لتمكين نقل البيانات، وتتميز بسرعة تصل إلى 224 غيغابت في الثانية.
صُمم مصطلح لاي فاي Li-Fi من قبل الأستاذ بجامعة إدنبره هارالد هاس خلال مؤتمر TED في عام 2011. تصوّر هاس أن المصابيح الكهربائية يمكن أن تعمل كموجهات لاسلكية Routers.
وفي وقت لاحق، في عام 2012 بعد أربع سنوات من البحث، قامت شركة هاس بإنشاء شركة PureLiFi بهدف “أن تكون الشركة الرائدة عالمياً في تكنولوجيا اتصالات الضوء المرئي”.
كيف تعمل Li-Fi؟
تتشابه كل من Li-Fi و Wi-Fi حيث أن كل منهما تقوم بنقل البيانات كهرومغناطيسياً. ومع ذلك، تستخدم شبكة Wi-Fi موجات الراديو، بينما تعمل تقنية Li-Fi على الضوء المرئي.
كما نعلم الآن، Li-Fi هو نظام اتصالات بالضوء المرئي، وهذا يعني أنه يحتاج لجهاز التقاط ضوء لاستقبال الإشارات الضوئية وعنصر لمعالجة الإشارة لتحويل البيانات إلى محتوى يمكن بثه.
إن مصباح LED هو مصدر ضوء، مما يعني أنه يمكن التحكم بشدة التيار المستمر للكهرباء الواردة للمصباح وزيادتها وخفتها بسرعات عالية للغاية، دون أن تكون هذه العملية ملاحظة من قبل العين البشرية.
على سبيل المثال
يتم تغذية البيانات بمصباح LED (مع تقنية معالجة الإشارة)، ثم ترسل البيانات (المضمنة في الشعاع الضوئي) بسرعات عالية إلى مستقبل الضوء (photodiode). ثم يتم تحويل التغييرات الصغيرة في التعتيم السريع للضوء بواسطة “المستقبل” إلى إشارة كهربائية ومن بعدها يتم تحويل الإشارة مرة أخرى إلى بيانات حاسوبية يمكن أن نتعرف عليها تطبيقات الويب والفيديو والصوت التي تعمل على الإنترنت.
يجب أن تكون المصابيح مضاءة حتى تستطيع الاتصال بالشبكة، ولكن هذا لا يشكل عائقًا كبيرًا، فمثلاً، الشركات والمصانع تستخدم المصابيح بصورة تقليدية أثناء فترة العمل، كذلك المنازل تستخدم الإضاءة أثناء الليل، لكن على الرغم من ذلك فإنك لست مضطرا لإضاءة تلك المصابيح أثناء فترة النهار، لأنه يمكن لهذه المصابيح تخفيض إضاءتها بحيث لا يمكن ملاحظتها ومع ذلك تستمر عملية نقل البيانات ولكن بسرعة أقل، وفي كل الأحوال يجب أن يكون المكان ذا إضاءة جيدة فكلما كانت الإضاءة جيدة كانت سرعة نقل البيانات أسرع، وكلما كانت الإضاءة خافتة كانت السرعة أقل.
لن نحتاج إلى مصابيح من نوع خاص، فقط سنحتاج إلى دمج رقاقة صغيرة داخل المصباح لبث البيانات، وبالتالي سنحتاج لاستبدال المصابيح الموجودة حاليا بمصابيح LED ذات الضوء الأبيض تحمل تلك الرقاقات، وهي ليست غالية فسعرها لا يختلف عن سعر المصابيح العادية!
لن يشوش ضوء الشمس أو أي مصدر إضاءة آخر على عملية نقل البيانات، لأن هذه التقنيات تعتمد على رقائق تقوم بترشيح وفلترة لضمان عدم تأثر عملية نقل لبيانات، وبالتالي فإن وجود أي مصادر ضوء إضافية لا تقوم بأي تأثير يذكر على عملية نقل البيانات.
مميزات تقنية لاي فاي
الأمان
عملية نقل البيانات باستخدام تقنية لاي فاي Li-Fi تكون محصورة في المساحة التي يصلها الضوء، وبالتالي لن يتم تسريبها للخارج، وهذا سيفوت الفرصة على المخترقين والمتجسسين للوصول إلى الأجهزة والهواتف لسرقة البيانات، فهي لا تعتمد على موجات الراديو مثل باقي التقنيات الموجودة حاليًا، ولكنها تعتمد على موجات الضوء المرئي، وهذا يجعل التحكم بها و توجيهها سهل للغاية على عكس موجات الراديو التي لا يمكن التحكم بها بأي حال من الأحوال فهي في كل مكان! وقد يعتبر البعض هذه السمة عيب في هذه التقنية حيث ستكون عملية نقل البينات مقتصرة فقط على مكان محدود، إلا أن انتشار المصابيح الكهربائية في كل مكان لن يشعر المرء بقصور في هذه التقنية الجديدة!
السرعة
من أهم المميزات التي تقدمها تقنية لاي فاي Li-Fi هي السرعة الجبارة في نقل البيانات، فالتقنية تعتمد على موجات الضوء المرئي، ومن المعلوم أن موجات الضوء المرئي ذات تردد أكبر من تردد موجات الراديو بمقدار 10000 ضعف.
التكاليف
بفضل تقنية لاي فاي Li-Fi فلن نحتاج إلى المزيد من الأسلاك و التوصيلات والكابلات، كما أننا لن نحتاج إلى بناء أبراج ومحطات جديدة، لأننا بالفعل نمتلك “البنية التحتية” لهذا التقنية، وهي المصابيح الكهربائية، التي يقدر عددها بالمليارات من المصابيح، لذا يمكن اعتبار كل مصباح محطة تقوية قائمة بذاتها!
التشويش
تقنية لاي فاي Li-Fi لا تشوش على أجهزة الملاحة والأجهزة الطبية و الصناعية الحساسة، مثلما تفعل تقنيات الاتصال المعتمدة على موجات الراديو، ولهذا فإنه باستخدام تقنية لاي فاي Li-Fi الضوئية يمكن استخدام الإنترنت عبر الهواتف والحواسيب المحمولة واللوحيات في المستشفيات و الطائرات والمصانع بل وحتى المنشآت الصناعية الحساسة مثل: مصانع البتروكيماويات والتي قد يحدث فيها “كوراث” في حالة وصلتها موجات الراديو، ولذا تعد تقنية Li-Fi الأكثر ملائمة في مثل هذه الحالات!
يزداد انتشار الاتصالات اللاسلكية التي تعتمد على موجات الراديو ويزداد معها بشكل مهول انتشار الأجهزة التي تبث وتستقبل البيانات عبر الإنترنت من خلال شبكات المحمول أو من خلال شبكات الواي فاي، وتشير كل الأرقام والإحصائيات إلى ازدياد غير مسبوق في كمية البيانات كنتيجة طبيعية لزيادة أعداد الأجهزة المحمولة التي لها القدرة على الاتصال بالإنترنت وإرسال واستقبال البيانات، كذلك الانتشار المتزايد للهواتف الذكية المتصلة بالإنترنت وما تحتويه من مزايا متقدمة مثل: إجراء المكالمات الهاتفية بالفيديو، و سهولة الوصول إلى المواقع الاجتماعية.
وفي النهاية:
كل هذه الأسباب و أكثر أدت في النهاية إلى ما نراه الآن من الزيادة غير المسبوقة في استهلاك البيانات، وبالتالي زيادة الضغط على الشبكات اللاسلكية الحالية، وهنا تبرز حلول مؤقتة تتمثل في توسيع الشبكات اللاسلكية و ترقيتها، إلا أن هذه الحلول لم تفِ بالمتطلبات، وما زالت الشبكات اللاسلكية الحالية عاجزة عن مسايرة هذا الكم الهائل من البيانات، لذا يكون المخرج الوحيد من هذه المشكلة هو التوجه لاستخدام وسائل جديدة لم تستخدم بعد لنقل البيانات، ويستطيع الضوء المساهمة في حل هذه المشكلة لأنه يتيح طيف من الترددات المغناطيسية أكبر 10000 مرة من من موجات الراديو التي تعتمد عليها تقنية الواي فاي.